JP2006308792A - 光硬化型樹脂組成物、および該光硬化型樹脂組成物により形成された光学素子、回折光学素子、光学系 - Google Patents

Abstract

【課題】広波長範囲で高い回折効率を発現する優れた光学特性を有する一方、格子形状保持特性や成型性においても実用上十分な光硬化型樹脂組成物、および該光硬化型樹脂組成物により形成された光学素子、回折光学素子、光学系等を提供する。
【解決手段】不飽和二重結合を有する官能基を少なくとも２つ以上有する多官能モノマーと、不飽和二重結合を有する官能基を１つ有する単官能モノマーと、光重合開始剤及びインジウム錫酸化物微粒子と、を含有する光硬化型樹脂組成物を構成し、該光硬化型樹脂組成物により光学素子４を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光硬化型樹脂組成物、および該光硬化型樹脂組成物により形成された光学素子、回折光学素子、光学系に関するものである。特に屈折率の波長分散性、２次分散性の優れた光硬化型樹脂組成物に関するものである。

従来より光の屈折のみによって構成される屈折光学系においては、屈折率の波長分散特性の異なる硝材を組み合わせることによって色収差を低減する手法が用いられている。このような手法によると、レンズの構成や枚数が制限される場合、あるいは使用される硝材が限られている場合などにおいて、色収差を十分に補正することがきわめて困難となる場合がある。
一方、非特許文献１には、レンズ面やあるいは光学系の一部に、回折格子を有する回折光学素子を用いることで、色収差を減じる方法が開示されている。これは、光学素子としての屈折面と回折面とでは、ある基準波長の光線に対する色収差の発生する方向が、逆になるという物理現象を利用したものである。さらに、このような回折光学素子は、その回折格子の周期的構造の周期を変化させることで、非球面レンズと同等の効果を持たせることができる。そのため、色収差の低減に関して非常に大きな効果を有している。

ところで、このような回折光学素子はその回折作用により入射した１本の光線が各次数の複数の光に分かれるため、回折光学素子の特長を充分に発揮させるためには、使用波長領域の光束を特定次数（以降設計次数と称す）に集中させなければならない。使用波長領域の光束が設計次数に集中している場合は、それ以外の回折次数の回折光強度は非常に低いものとなるため、設計次数以外の光線が設計次数の光線とは別な所に結像してしまうフレア光となることはない。
しかしながら、使用波長領域の光束を設計次数に集中させるためには、回折格子の格子構造と素子に用いられる材料の光学特性を最適に設計する必要がある。

このような光学特性を考慮した回折光学素子として、例えば、特許文献１、特許文献２では、複数の回折光学素子の組み合わせで構成されており、各光学素子の境界面に形成される格子の形状と各光学素子に用いられる材料の屈折率の波長分散および２次分散を最適に設計することで、広波長範囲で高い回折効率を有する回折光学素子が開示されている。これらの回折光学素子においては、広い波長範囲で高い回折効率を有する回折光学素子を得るために、屈折率とその波長分散（ν_ｄ）、更にその２次分散（θ_ｇ，Ｆ）に着目し、これらを最適とすることで広波長範囲での高い回折効率の実現が図られている。そのため、その最適な光学特性を具現化する光学材料として、バインダー（有機材料）中にインジウム錫酸化物（以降ＩＴＯと称す）微粒子を含有する光学材料を用いることが開示されている。
特開２００４−７８１６６号公報 特開２００４−１４５２７３号公報 SPIE Vol.1354 International Lens Design Conference (1990)

しかしながら、上記従来例の特許文献１、特許文献２におけるバインダー中にＩＴＯ微粒子を含有する光学材料は、広波長範囲で高い回折効率を発現する優れた光学特性を有しているが、高い回折効率を発現するための他の要素の一つである格子形状を所望の形状に保持する特性や、回折格子の格子構造を形成する際の成型性等において、実用上必ずしも十分であるとはいえない。

本発明は、上記課題に鑑み、広波長範囲で高い回折効率を発現する優れた光学特性を有する一方、格子形状保持特性や成型性においても実用上十分な光硬化型樹脂組成物、および該光硬化型樹脂組成物により形成された光学素子、回折光学素子、光学系等を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を達成するため、つぎのように構成した光硬化型樹脂組成物、および該光硬化型樹脂組成物により形成された光学素子、回折光学素子、光学系を提供するものである。
すなわち、本発明の光硬化型樹脂組成物は、不飽和二重結合を有する官能基を少なくとも２つ以上有する多官能モノマーと、不飽和二重結合を有する官能基を１つ有する単官能モノマーと、光重合開始剤及びインジウム錫酸化物微粒子と、を含有することを特徴としている。
また、本発明においては、前記光硬化型樹脂組成物に、さらに不飽和二重結合を有する官能基を少なくとも２つ以上有するオリゴマー成分を含有させる構成を採ることができる。
また、本発明の光学素子は、上記したいずれかに記載の光硬化型樹脂組成物により形成されたことを特徴としている。
また、本発明の回折光学素子は、上記した光学素子の表面に、回折形状が形成された回折面を有することを特徴としている。
また、本発明の積層型回折光学素子は、上記した回折光学素子と、該回折光学素子と異なる光学特性を有する回折光学素子とを、お互いの回折形状を有する面を対向させて組み合わせることにより構成されていることを特徴としている。
また、本発明の屈折光学素子は、上記した光学素子の表面に、屈折形状が形成された屈折面を有することを特徴としている。
また、本発明の光学系は、上記した光学素子、上記した回折光学素子、上記した積層型回折光学素子、上記した屈折光学素子のいずれかに記載のものを含むことを特徴としている。
また、本発明の光学系は、投影光学系であることを特徴としている。
また、本発明の光学系は、撮影光学系であることを特徴としている。

本発明によれば、広波長範囲で高い回折効率を発現する優れた光学特性を有する一方、格子形状保持特性や成型性においても実用上十分な光硬化型樹脂組成物、および該光硬化型樹脂組成物により形成された光学素子、回折光学素子、光学系等を提供することができる。

本発明は、上記構成により本発明の課題を達成することができるが、具体的にはつぎのような形態によることができる。その際、用いることのできるバインダーは所望の光学特性、形状特性、成型性等を満足するものである限り、特に限定されるものではないが、本実施の形態においては紫外線により硬化する光硬化型樹脂組成物を用いた。これによると成型時に熱処理を施す必要がある熱可塑性樹脂組成物、熱硬化性樹脂組成物と比較し、成型時の熱履歴による樹脂の光学特性の低下や熱収縮による寸法変化が少ないため、より効果的である。

また、本実施の形態で用いられる多官能モノマーは、金型成型時に所望の回折面および屈折面を有する金型に、この樹脂組成物を流延し光硬化した際、この光硬化型樹脂組成物成型体の形状経時変化を抑制させると共に、表面硬度を高くすることができる。
特に回折光学素子においては、回折格子の高さや回折面形状は高い回折効率の発現のために重要な要素となり、光硬化型樹脂組成物成型体を金型により成型するに際しては、所望の設計値に対して正確な形状を有し、かつ経時変化、特に温度、湿度の影響を受けないようにして、その形状を正確に保持する必要がある。具体的には回折格子の高さは所望の設計値に対して±０．５％程度の誤差範囲内に維持しなければならない。
以上の点で本実施の形態の多官能モノマーは、きわめて有効であるが、本発明者らは更に検討した結果、その含有量を光硬化型樹脂組成物の有機成分中において、２０〜７０ｗｔ％とすることで、更には３０〜６０ｗｔ％とすることで、光硬化型樹脂組成物成型体の形状経時変化を、より有効に抑制できることを見出した。

ここで、不飽和二重結合を有する官能基を少なくとも２つ以上有する多官能モノマーにおいて、不飽和二重結合として（メタ）アクリレート基やビニル基等を２つ以上分子内に有している化合物を用いることができる。そのようなものとして、例えばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ビス（（メタ）アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンベンゾエート（メタ）アクリレート、トリス（（メタ）アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、アジピン酸ジビニル、ジアリルフタレート、トリアリルイソシアヌレート、等の１種または２種以上を用いることができる。

本実施の形態で用いられる単官能モノマーは、樹脂組成物の各波長における屈折率を調整し、かつ粘度を適度なものとすることができる。またその樹脂組成物はＩＴＯ微粒子の導入によって、屈折率とその波長分散（ν_ｄ）、更にその２次分散（θ_ｇ，Ｆ）を有機物では得られない値とすることができる。しかしながら更に屈折率、波長分散（ν_ｄ）、２次分散（θ_ｇ，Ｆ）を調整する必要がある場合、適当な単官能モノマーを用いることで、所望の屈折率、波長分散（ν_ｄ）、２次分散（θ_ｇ，Ｆ）を得ることが可能となる。
また、一般に樹脂に添加する微粒子の導入量が大きくなると、当該樹脂粘度は増加傾向となる。粘度の上昇は成型性、特に金型に樹脂を流延する際の展開性を低下させる。展開性を十分に確保するために要求される粘度は、金型の形状、成型体の厚さ等の成型体の形状や成型条件に依存するが、一般に約５０，０００ｍＰａ・ｓ以下であることが望まれる。
本発明者らが鋭意検討した結果、単官能モノマーの含有量を光硬化型樹脂組成物の有機成分中において、１５〜６５ｗｔ％とすることで、更には２５〜５５ｗｔ％とすることで、所望の屈折率、波長分散（ν_ｄ）、２次分散（θ_ｇ，Ｆ）、樹脂粘度が得られることを見出した。

ここで、不飽和二重結合を有する官能基を１つ有する単官能モノマーにおいて、不飽和二重結合として（メタ）アクリレート基やビニル基等を分子内に１つ有している化合物を用いることができる。そのようなものとして、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ターシャリーブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルカルビトール（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ターシャリーブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルモルフォリン、ジメチルアミノエチルジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイロキシエチルフタレート、２−（メタ）アクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシエチルフタレート、２−（メタ）アクリロイロキシプロピルフタレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート（メタ）アクリレート、α−ナフチル（メタ）アクリレート、β−ナフチル（メタ）アクリレート、イミドアクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、パーフルオロオクチルエチル（メタ）アクリレート、ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、１−ビニルイミダゾール、ビニルナフタレン、ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルフタルイミド、等の１種または２種以上を用いることができる。

本実施の形態で用いられる光重合開始剤としては、例えばベンジルジメチルケタール類、α−ヒドロキシケトン類、アミノケトン類、アセトフェノンおよびその誘導体、ベンゾフェノンおよびその誘導体、ベンゾインおよびその誘導体、オキシム系化合物、等から選択された１種または２種以上を用いることができる。これらのうち、特に２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が好ましい。

本実施の形態で用いられるＩＴＯ微粒子は、有機物では得られない屈折率とその波長分散（ν_ｄ）、更にその２次分散（θ_ｇ，Ｆ）を付与することができる。ただし、ＩＴＯ微粒子添加による光散乱を実用上十分に低減する必要があるため、粒径は１から１００ｎｍであることがより好ましい。

本実施の形態で用いられるオリゴマーとしては、アクリル系、（不飽和）ポリエステル系、エポキシ系、ウレタン系アクリレート化合物、等から選択された１種または２種以上を用いることができる。
本実施の形態で用いられるオリゴマーは、ここでの光硬化型樹脂組成物に硬化時の低収縮性を付与し、光硬化型樹脂組成物成型体を強靭なものとする。オリゴマーの数平均分子量は１０００〜５０００であることが好ましく、数平均分子量が１０００よりも小さいと、硬化時の収縮量が大きく、成型体の形状精度が低下する。また、５０００よりも大きいと本発明の光硬化型樹脂組成物の粘度が著しく増大してしまい、金型に本発明の光硬化型樹脂組成物を流延することが困難となる。同様に本発明の光硬化型樹脂組成物中に占めるオリゴマー成分の重量比が有機成分中３０重量％以上となった場合も、粘度の著しい増大により成型性が低下する。
なお、本実施の形態の光硬化型樹脂組成物には、必要に応じて公知の重合促進剤、重合禁止剤、分散剤、消泡剤、レベリング剤、離型剤等を添加することもできる。

以下に、本発明の実施例について説明する。
（樹脂の成型）
以下の各実施例及び各比較例においては、図１に示す光学素子の成型プロセスを用いて回折光学素子を成型した。
各実施例において得られた光硬化型樹脂組成物２を用い、回折格子の高さが４．７６０μｍとなるように設計された金型１上に流延し、ＯＨＲＡ株式会社製ガラスＳ−ＢＳＬ７の平板３を、流延した樹脂に密着させながら展開し、ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社製スポットＵＶ光源装置ＥＸＥＣＵＲＥ３０００を用いて照射量３，０００ｍＪ／ｃｍ^２で光硬化２’した。その後、ガラス上に形成された成型体を金型より剥離することで、回折光学素子４を成型した。
（粘度の測定）
以下の各実施例において、樹脂粘度はつぎのようにして測定した。
株式会社トキメック製粘度計ＴＶ−２０Ｈに１°３４′×Ｒ２４ローターを取り付け、樹脂粘度に応じたレンジに設定し、光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。
（格子高さの測定）
以下の各実施例において、格子高さはつぎのようにして測定した。
ＺＹＧＯ社製三次元表面構造解析顕微鏡ＮｅｗＶｉｅｗ５０００を用いて樹脂成型体の格子高さを成型後、形状の保持特性を評価する為に６０℃・９０％ＲＨ環境下でそれぞれ２５０時間、５００時間、１０００時間後に測定した。

［実施例１］
ＩＴＯ重量に対して２０重量％の分散剤を含有する平均粒径１０ｎｍのＩＴＯ微粒子５重量％を分散させたトルエン溶液３７５．１４ｇ中にペンタエリスリトールテトラアクリレート１０．９９ｇ、シクロヘキシルアクリレート１５．１２ｇ、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン１．３７ｇを添加し、減圧下トルエンを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。また、得られた樹脂を前述した成型法により光硬化型樹脂組成物成型体を作製し、格子高さを測定した。結果を表１に示す。

［実施例２］
ＩＴＯ重量に対して２０重量％の分散剤を含有する平均粒径３０ｎｍのＩＴＯ微粒子５重量％を分散させたメチルイソブチルケトン溶液４８８．１０ｇ中にエチレングリコールジメタクリレート３．１１ｇ、トリメチロールプロパントリアクリレート９．３２ｇ、ジシクロペンタニルアクリレート７．２５ｇ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１．０４ｇを添加し、減圧下トルエンを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。また、得られた樹脂を前述した成型法により光硬化型樹脂組成物成型体を作製し、格子高さを測定した。結果を表１に示す。

［実施例３］
ＩＴＯ重量に対して１５重量％の分散剤を含有する平均粒径８０ｎｍのＩＴＯ微粒子１０重量％を分散させたトルエン溶液２５．８８ｇ中に数平均分子量約３，０００の日本化薬株式会社製ウレタンアクリレート カヤラッドＵＸ−４１０１ ９．４０ｇ、ネオペンチルグリコールジメタクリレート７．０５ｇ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート７．０５ｇ、イソブチルメタクリレート２１．１６ｇ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン２．３５ｇを添加し、減圧下トルエンを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。また、得られた樹脂を前述した成型法により光硬化型樹脂組成物成型体を作製し、格子高さを測定した。結果を表１に示す。

［実施例４］
ＩＴＯ重量に対して１５重量％の分散剤を含有する平均粒径１０ｎｍのＩＴＯ微粒子１０重量％を分散させたキシレン溶液２４４．０５ｇ中に数平均分子量約１，０００の日立化成工業株式会社製ポリエステルアクリレート ヒタロイド７８４１ ３．２９ｇ、トリス（２−アクリロキシエチル）イソシアヌレート４．３９ｇ、ペンタエリスリトールトリアクリレート５．４８ｇ、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート７．６８ｇ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１．１０ｇを添加し、減圧下トルエンを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。また、得られた樹脂を前述した成型法により光硬化型樹脂組成物成型体を作製し、格子高さを測定した。結果を表１に示す。

［実施例５］
ＩＴＯ重量に対して１５重量％の分散剤を含有する平均粒径３０ｎｍのＩＴＯ微粒子１０重量％を分散させたトルエン溶液１８７．５７ｇ中にペンタエリスリトールテトラアクリレート１１．３７ｇ、Ｎ−ビニルカプロラクタム４．２６ｇ、イソボルニルメタクリレート１１．３７ｇ、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン１．４２ｇを添加し、減圧下トルエンを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。また、得られた樹脂を前述した成型法により光硬化型樹脂組成物成型体を作製し、格子高さを測定した。結果を表１に示す。

（比較例１）
ＩＴＯ重量に対して１０重量％の分散剤を含有する平均粒径１０ｎｍのＩＴＯ微粒子２．５重量％を分散させたクロロホルム溶液３３５．８０ｇ中にスチレン４０．２６ｇ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン０．５０ｇを添加し、減圧下クロロホルムを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。また、得られた樹脂を前述した成型法により光硬化型樹脂組成物成型体を作製し、格子高さを測定した。結果を表１に示す。

（比較例２）
ＩＴＯ重量に対して１０重量％の分散剤を含有する平均粒径３０ｎｍのＩＴＯ微粒子１０重量％を分散させたトルエン溶液２５．８８ｇ中に数平均分子量約３，０００の日本化薬株式会社製ウレタンアクリレート カヤラッドＵＸ−４１０１ １１．７５ｇ、ネオペンチルグリコールジメタクリレート４．４１ｇ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート４．４１ｇ、イソブチルメタクリレート７．３４ｇ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１．４７ｇを添加し、減圧下トルエンを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。結果を表１に示す。

（比較例３）
ＩＴＯ重量に対して１５重量％の分散剤を含有する平均粒径１０ｎｍのＩＴＯ微粒子１０重量％を分散させたキシレン溶液２４４．０５ｇ中に数平均分子量約７，０００の日本合成化学工業株式会社製ウレタンアクリレート 紫光ＵＶ−１０ ３．２９ｇ、トリス（２−アクリロキシエチル）イソシアヌレート４．３９ｇ、ペンタエリスリトールトリアクリレート５．４８ｇ、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート７．６８ｇ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１．１０ｇを添加し、減圧下トルエンを留去することにより光硬化型樹脂組成物を得た。
前述した手法により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度を測定した。結果を表１に示す。

［評価結果］
以上のとおり、各実施例および比較例により得られた光硬化型樹脂組成物の粘度と、その光硬化型樹脂組成物成型体の回折格子高さを評価した結果、表１に示すとおりの結果が得られた。
粘度は成型性、特に金型に樹脂を流延する際の展開性を十分に確保するため、一般に約５０，０００ｍＰａ・ｓ以下であることが望まれる。そのため表１には５０，０００ｍＰａ・ｓ以下の粘度値を○、５０，０００ｍＰａ・ｓ以上の粘度値を×と表記した。
粘度は実施例１〜５および比較例１において良好な値を示したが、比較例２および３は含有しているオリゴマー成分の重量比が有機成分中３０重量％以上であったり、オリゴマー成分の数平均分子量が５，０００以上である為、成形性を満足する樹脂粘度ではなかった。
回折格子高さは高い回折効率の発現の為に重要な要素であり、所望の設計値に対して正確な形状を有し、かつ経時変化、特に温度、湿度の影響によらずその形状を所望の設計値に対して±０．５％程度の誤差範囲内において正確に保持する必要がある。本実施例および比較例における所望の設計値は４．７６０μｍであるため、回折格子高さは４．７３６〜４．７８４μｍの範囲内である必要がある。比較例１は光硬化型樹脂組成物中のバインダー成分が本発明において開示している構成となっていない為、回折格子高さの保持能が低下していることがわかる。それに対して、実施例１〜５は本発明において開示している光硬化型樹脂組成物の構成を満足している為、十分な成形性、形状保持特性を有している。
なお、比較例２および３は樹脂粘度特性が不適のため、形状評価の対象から除外した。

なお、以上の各実施例においては、光硬化型樹脂組成物により回折光学素子を形成した例について説明したが、本発明はこのようなものに限定されるものではない。例えば上記各実施例で成型された回折光学素子と、この回折光学素子と異なる光学特性を有する回折光学素子とを、お互いの回折形状を有する面を対向させて組み合わせた積層型回折光学素子や、光学素子の表面に屈折形状が形成された屈折面を有する屈折光学素子等の成型においても、好適に適用することができる。また、これらの光学素子を光学系に用い、優れた光学特性を有する投影光学系や撮影光学系等を構成することができる。

本発明の各実施例及び各比較例における回折光学素子の成型プロセスを説明するための断面図。

符号の説明

１：金型
２：光硬化型樹脂組成物
３：ガラス平板
４：回折光学素子

Claims (14)

1. 不飽和二重結合を有する官能基を少なくとも２つ以上有する多官能モノマーと、
   不飽和二重結合を有する官能基を１つ有する単官能モノマーと、
   光重合開始剤及びインジウム錫酸化物微粒子と、
   を含有することを特徴とする光硬化型樹脂組成物。
2. 前記多官能モノマーの含有量が、光硬化型樹脂組成物の有機成分中において２０〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の光硬化型樹脂組成物。
3. 前記単官能モノマーの含有量が、光硬化型樹脂組成物の有機成分中において１５〜６５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光硬化型樹脂組成物。
4. 前記光硬化型樹脂組成物に、さらに不飽和二重結合を有する官能基を少なくとも２つ以上有するオリゴマー成分を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光硬化型樹脂組成物。
5. 前記オリゴマー成分の数平均分子量が、１０００から５０００であることを特徴とする請求項４に記載の光硬化型樹脂組成物。
6. 前記光硬化型樹脂組成物中に占めるオリゴマー成分の重量比が、有機成分中３０重量パーセント以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光硬化型樹脂組成物。
7. 前記インジウム錫酸化物微粒子の粒子径が、１から１００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光硬化型樹脂組成物。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光硬化型樹脂組成物により形成されたことを特徴とする光学素子。
9. 請求項８記載の光学素子の表面に、回折形状が形成された回折面を有することを特徴とする回折光学素子。
10. 請求項９に記載の回折光学素子と、前記回折光学素子と異なる光学特性を有する回折光学素子とを、お互いの回折形状を有する面を対向させて組み合わせることにより構成されていることを特徴とする積層型回折光学素子。
11. 請求項８に記載の光学素子の表面に、屈折形状が形成された屈折面を有することを特徴とする屈折光学素子。
12. 請求項８に記載の光学素子、請求項９に記載の回折光学素子、請求項１０に記載の積層型回折光学素子、請求項１１に記載の屈折光学素子のいずれか１項に記載のものを含むことを特徴とする光学系。
13. 前記光学系が、投影光学系であることを特徴とする請求項１２に記載の光学系。
14. 前記光学系が、撮影光学系であることを特徴とする請求項１２に記載の光学系。

Images